AV1: la nuova ge­ne­ra­zio­ne di codec video

AV1 si prospetta come il nuovo standard per i formati video per il web e ha lo scopo di so­sti­tui­re l’ormai ben noto e con­so­li­da­to formato MPEG. Il codec AV1 nasce da un’alleanza tra VP10 di Google, Daala di Mozilla e Thor di Cisco, che hanno lavorato insieme per ri­la­scia­re un codec video potente e privo di diritti d’autore.

Negli ultimi anni, i codec MPEG come MPEG1, MPEG2 e le varianti MPEG4 ASP (DivX/XviD), AVC (H.264) e HEVC (H.265) sono diventati gli standard dominanti sul web. I fornitori di streaming, per esempio, pre­fe­ri­sco­no usare HEVC per i loro contenuti in 4K. Ma i formati MPEG sono anche lo standard per i file video altamente compressi su DVD, Blu-ray e te­le­vi­sio­ne digitale.

Il fatto che i formati MPEG non abbiano avuto rivali per molto tempo non è solo dovuto alla loro su­pe­rio­ri­tà tec­no­lo­gi­ca: molti degli algoritmi sono protetti da brevetti, il che ha sempre reso difficile per i fornitori terzi portare sul mercato un codec com­pa­ra­bi­le. Questo problema riguarda anche l’uso com­mer­cia­le di HEVC: i fornitori di streaming non solo hanno bisogno di una licenza da MPEG, ma anche da altri partner nel pool di licenze, fino ai singoli titolari di brevetti. Il codec AV1 intende aggirare queste dif­fi­col­tà e allo stesso tempo superare tec­ni­ca­men­te i formati pre­ce­den­ti.

AV1 è un codec video aperto pro­get­ta­to per aiutare le aziende e gli individui a dif­fon­de­re in modo ef­fi­cien­te video di alta qualità sul web. Mozilla, Google e Cisco stanno fi­nan­zian­do il progetto per rimuovere le barriere tec­no­lo­gi­che e fi­nan­zia­rie esistenti per gli utenti. Il loro obiettivo è che tutti gli utenti abbiano accesso a potenti formati mul­ti­me­dia­li e li usino per con­di­vi­de­re e ri­pro­dur­re file video sulle loro piat­ta­for­me web aperte, come il browser Firefox o la piat­ta­for­ma video YouTube.

I creatori del codec AV1 si sono uniti nell’Alliance for Open Media (AOMedia) e dal 2015 svi­lup­pa­no codec, formati e tec­no­lo­gie per il web pubblico. AOMedia Video 1, o AV1 in breve, è il primo progetto a essere reso di­spo­ni­bi­le al pubblico. Il codec AV1, aperto e libero da diritti, è usato per la com­pres­sio­ne video. I file video co­di­fi­ca­ti con esso possono essere salvati come MP4 o MKV. All’interno di WebM AV1 può anche essere usato insieme al formato audio Opus per in­cor­po­ra­re video HTML5.

Secondo una ricerca di Cisco, i contenuti video rap­pre­sen­ta­no oggi il 70 percento del traffico Internet. Entro il 2021, questo numero dovrebbe crescere a oltre l’80 percento. Con questi numeri, anche piccoli mi­glio­ra­men­ti nelle di­men­sio­ni dei file, nella qualità delle immagini e nei tempi di tra­sfe­ri­men­to fanno una grande dif­fe­ren­za per i creatori e gli utenti di video. L’uso e la con­di­vi­sio­ne di AV1 sono gratuiti, per­met­ten­do così a molte piccole imprese e individui di entrare in un mercato che al­tri­men­ti sarebbe al di sopra delle loro pos­si­bi­li­tà eco­no­mi­che, visti gli alti costi di licenza di altri formati.

Il problema degli alti costi di licenza non è una novità. Già sei anni fa, quasi tutte le grandi aziende hanno iniziato i loro progetti per creare al­ter­na­ti­ve valide ai codec video bre­vet­ta­ti: Google ha ri­la­scia­to VP9, Mozilla il progetto Daala e Cisco ha pre­sen­ta­to Thor, un codec par­ti­co­lar­men­te adatto per le vi­deo­con­fe­ren­ze. Tutti avevano un obiettivo: creare il codec video di prossima ge­ne­ra­zio­ne che avrebbe reso la con­di­vi­sio­ne di video online più veloce, più facile e più economica.

Nel 2015, le forze sono state unite sotto AOMedia e sono stati portati a bordo giganti dello streaming e dell’hardware come Amazon, Netflix, Intel, AMD e NVIDIA. Il risultato è il codec AV1, basato in par­ti­co­la­re su Google VP9, ma che beneficia no­te­vol­men­te anche degli strumenti e delle tec­no­lo­gie di Daala, Thor e VP10. AV1 è sup­por­ta­to già dal 2018 da Google Chrome e Mozilla Firefox, due dei browser più uti­liz­za­ti al mondo.

AV1 è un codec mul­ti­me­dia­le, ovvero un programma per computer che può co­di­fi­ca­re e de­co­di­fi­ca­re video digitali, così come foto e file audio. La codifica permette agli utenti di com­pri­me­re i loro file per editing, ar­chi­via­zio­ne e con­di­vi­sio­ne ef­fi­cien­ti. La de­co­di­fi­ca, a sua volta, permette agli utenti di aprire o ri­pro­dur­re il contenuto, di solito tramite un’app o un lettore. Affinché questa in­te­ra­zio­ne funzioni, i processi di codifica e de­co­di­fi­ca devono basarsi su un formato comune: in questo caso AV1.

Questo però è più facile a dirsi che a farsi, poiché l’in­te­ra­zio­ne tra il tipo di media, la finalità d’uso e l’hardware del di­spo­si­ti­vo è altamente complessa, ed è per questo che i codec devono essere al­tret­tan­to altamente spe­cia­liz­za­ti. Oggi vengono uti­liz­za­ti in­nu­me­re­vo­li codec, alcuni dei quali open source e gratuiti, mentre altri su licenza e a pagamento.

AV1 sarà stan­dar­diz­za­to dalla Internet En­gi­nee­ring Task Force (IETF) con il nome di NetVC (Internet Video Codec) nel futuro prossimo. YouTube, na­tu­ral­men­te, supporta già il codec AV1 e offre inoltre il primo streaming 8K per gli schermi com­pa­ti­bi­li. Con questo, AOMedia intende di­mo­stra­re l’ef­fi­cien­za del suo codec AV1 in confronto ai formati con­cor­ren­ti.

L’Alliance for Open Media fornisce anche il formato AVIF, un formato immagine basato sul codec video AV1. Questo formato immagine aspira a rag­giun­ge­re una fetta di mercato piuttosto alta, con l’obiettivo finale di so­sti­tui­re il formato JPEG. L’esten­sio­ne del file è .avif (AV Image File), mentre le sequenze di immagini terminano con .avifs. Il nuovo formato immagine dovrebbe rag­giun­ge­re un’alta qualità d’immagine ad alti livelli di com­pres­sio­ne e supporta le ani­ma­zio­ni, un’al­ter­na­ti­va moderna all’obsoleto formato GIF.

L’AV1 di AOMedia dif­fe­ri­sce in diversi modi dal più diffuso AVC, che è stato in­tro­dot­to dal Moving Picture Experts Group (MPEG) nel 2003. L’obiettivo del progetto AV1 è quello di imporsi come formato video prin­ci­pa­le per il web, per per­met­te­re di scambiare li­be­ra­men­te video di alta qualità sul World Wide Web.

I prin­ci­pa­li vantaggi di AV1 sono i seguenti:

• AV1 utilizza una tec­no­lo­gia di com­pres­sio­ne quasi due volte più veloce.
• I video possono essere trasmessi più ve­lo­ce­men­te in alta qualità.
• AV1 non ha costi di licenza e non ci sono neanche costi per la codifica, la de­co­di­fi­ca e la com­pres­sio­ne dei file video.
• Gli utenti finali possono godere di un’espe­rien­za video di alta qualità anche con una larghezza di banda Internet limitata.

AOMedia ha per AV1 un obiettivo molto ambizioso: punta a un aumento di ef­fi­cien­za del 25 percento rispetto a HEVC. In termini di aumento della com­ples­si­tà, l’at­ten­zio­ne è at­tual­men­te ancora prin­ci­pal­men­te sulla de­co­di­fi­ca software, poiché il supporto hardware è ancora lontano. AV1 è già usato nei file del con­te­ni­to­re WebM insieme al formato audio Opus in tutti i comuni browser web. L’unica eccezione è il browser Safari, che at­tual­men­te supporta solo Opus.

Il codec AV1 è stato ini­zial­men­te in­tro­dot­to nei browser Chrome e Firefox, e ora i browser di Microsoft e di Apple stanno seguendo l’esempio. Ma ci sono anche molti altri i so­ste­ni­to­ri di AV1. I di­stri­bu­to­ri di contenuti mul­ti­me­dia­li come Netflix, Amazon, Hulu, Apple e Google sono aziende membri di AOMedia, così come i fornitori di hardware come Intel, AMD, ARM e Nvidia. YouTube è invece un caso par­ti­co­la­re: il servizio di streaming video è stato infatti tra i primi ad adottare AV1 e a uti­liz­zar­lo come terreno di prova già dal 2017. Inoltre, il codec è stato di­spo­ni­bi­le per l’uso gratuito su Goo­gle­sour­ce dal 2018.

Supporto hardware

Una lista di prodotti hardware che già sup­por­ta­no AV1:

• L’azienda Allegro DVT ha in­tro­dot­to un hardware di codifica video mul­ti­for­ma­to che supporta AV1.
• Il te­le­vi­so­re Q950TS di Samsung supporta lo streaming 8K con AV1.
• La serie ZX-OLED di LG può anche tra­smet­te­re 8K grazie al supporto AV1.
• Il pro­ces­so­re grafico Intel Xe ha un decoder hardware AV1.
• La serie RTX 30 di Nvidia supporta fino a 8K, 10bit e 60 FPS at­tra­ver­so il codec AV1.

Supporto software

La lista dei software che sup­por­ta­no AV1 è ancora più lunga. Di seguito una selezione degli esempi più im­por­tan­ti:

• Google Chrome
• Mozilla Firefox
• Microsoft Edge
• Opera
• Vivaldi
• Pale Moon
• VLC media player
• Android 10

AOMedia ha ri­la­scia­to il codec AV1 nel giugno 2018. Da allora, il bitstream è stabile e di­spo­ni­bi­le a qualsiasi utente in­te­res­sa­to su base gratuita. La licenza del brevetto è com­ple­ta­men­te com­pa­ti­bi­le con la politica dei brevetti del W3C, quindi la licenza di AV1 è esente da diritti. Tutti i pro­dut­to­ri di browser possono usare il codec AV1 come standard web aperto.

Il codec AV1 può già essere uti­liz­za­to con di­spo­si­ti­vi com­pa­ti­bi­li tramite Android TV. Questi includono te­le­vi­so­ri con Broadcom BCM72190 e 72180 e Realtek RTD1311 o RTD1319.

Una volta che lo streaming 8K si sarà affermato de­fi­ni­ti­va­men­te, ci si aspetta che anche AV1 vedrà un si­gni­fi­ca­ti­vo aumento della sua dif­fu­sio­ne.